להוליווד יש היסטוריה ארוכה של יצירת סרטים שמבטיחים את קיומם של חיים מורכבים מעבר לכדור הארץ. למרבה הצער, אין בידינו כרגע נתונים המצביעים על קיום חיים אחרים ביקום, שלא לדבר על חיים מורכבים. כמו לאנשים רבים, לאסטרוביולוגים יש רעיונות ותיאוריות לגבי השכיחות של חיים מורכבים ואינטליגנטיים ביקום. אבל בדיוק כמו כולם, הרעיונות והתיאוריות של אסטרוביולוגים עשויים להיות שונים לפעמים. לדוגמה, מדענים העובדים במכון SETI (חיפוש אחר אינטליגנציה חיצונית) במאונטיין ויו, קליפורניה לא שואלים "אם" יש חיים אינטליגנטיים ביקום, הם שואלים "מתי" נגלה את קיומם. בניגוד מוחלט, כמה מדענים מאמינים כי למרות שצורות חיים פשוטות עשויות להיות נפוצות ביקום, קיום חיים מורכבים (ולכן חיים אינטליגנטיים) הוא אירוע נדיר מאוד. בשנת 2000 פרסמו פיט וורד ודונלד בראונלי, שני מדענים מאוניברסיטת וושינגטון, ספר בשם "השערת כדור הארץ הנדיר": בספר הם מסבירים מדוע החיים המורכבים אינם שכיחים ביקום. הם תיארו את כל ההתרחשויות הקוסמיות, הגאולוגיות והביולוגיות שהובילו אותם למסקנה, שכדור הארץ עשוי להיות היוצא מן הכלל, ולא הכלל, לגבי החיים ביקום. קיים ויכוח לוהט בקרב מדענים ובקהל המתעניינים, ביחס להשערת כדור הארץ הנדיר, מספקת הזדמנות לבחון את התנאים שהביאו לדוגמה היחידה של חיים אינטליגנטיים שהתגלו ביקום: אנחנו.
באדיבות Astropedia Textbook
השערת כדור הארץ הנדיר היא למעשה סיכום של שתי השערות. הראשונה היא שהחיים הפשוטים (כמו חיידקים, למשל) נפוצים מאוד ביקום. ההשערה השנייה קובעת כי חיים מורכבים (ולכן חיים נבונים) הם נדירים ביותר. בניסיון להגן על שתי ההשערות, נבחנת קבוצה של משתנים התורמים לסבירות התפתחותם של חיים מורכבים במקומות אחרים ביקום. ההיגיון שלהם נובע ישירות מהמשתנים המתוארים ב-משוואת דארק. כאשר מנסים להקצות ערכים אמתיים לכל אחד מהמשתנים הללו, יש לשקול מגוון רחב של מצבים ואילוצים. זוהי תת קבוצה שבה מתמקדת השערת כדור הארץ הנדיר.
אם אנו מדמיינים חיפוש אחר צורות חיים הנשלטות על ידי כללים הדומים לכללים השולטים בחיים על כדור הארץ, אנו עשויים לצפות כי רבים מהאירועים והנסיבות שבהם התפתחו חיים מורכבים כאן, יתקיימו גם בעולמות אחרים כדי שיתפתחו בהם חיים מורכבים. למשל, בהשערת כדור הארץ הנדיר יש דיון על משהו הנקרא "אזור הגלקסיה". זהו אזור בתוך גלקסיה ספירלית, כמו שביל החלב, שבו התנאים הקוסמיים מתאימים להתפתחות חיים בכוכב לכת הנמצא באזור זה. ההשערה של כדור הארץ הנדיר טוענת כי אזור זה קטן למדי. בגלקסיית שביל החלב שלנו צפיפות הכוכבים כה גדולה במרכז, שכמות הקרינה הנפלטת תמנע התפתחות חיים באזור זה. מצד השני, צפיפות הגז והאבק באזורים החיצוניים של הגלקסיה כה דלילה כך שלא יהיו מספיק "מתכות" כדי ליצור כוכבים סביבם חגות פלנטות הדומות לכדור הארץ. לכן, קיים רק אזור מוגבל שבו החיים יכולים להיווצר. גודלו של אזור זה נתון בוויכוח לוהט בין האסטרו-ביולוגים, והוא מתגבר בעקבות תוצאות המחקר באסטרונומיה.
באדיבות AstropediaTextbook
בנוסף לאזור הגלקסיה, השערת כדור הארץ הנדיר מבקשת לבחון את האזור האפשרי להתפתחות חיים סביב כוכבים בודדים. אזורי הגידול מוגדרים באופן רופף כאזורים סביב כוכב שבו קיימים מים נוזליים על פני השטח של פלנטה. מאחר ומים נוזליים הם אחד האילוצים להתפתחות חיים כפי שאנו מכירים, נראה סביר להגדיר אזור המחייה כאזור המכיל מים נוזליים. כאשר כוכבים בסדרה הראשית מתפתחים הם נעשים בהירים יותר ופולטים קרינה רבה יותר. כתוצאה מכך, הגודל של אזור המחיה סביב הכוכב משתנה במהלך הזמן. השערת כדור הארץ הנדיר מתחזקת באזור מחייה משתנה, המזיק להיווצרות וקיימות של חיים מורכבים, בכוכב הלכת מקיף כוכב משתנה. עדיין יש צורך להתייחס לגורמים פלנטריים אחרים (כגון מסה ואטמוספירה), שישפיעו נזילות המים למרות השינויים בבהירות הכוכבים.
ההשערה של כדור הארץ הנדיר לוקחת בחשבון את המאפיינים של כוכבים, שעלולים להשפיע על התפתחותם של חיים מורכבים. למשל, חשוב שהכוכב יהיה בעל מסה משמעותית, כך שחייו יהיו ארוכים דיים כדי לאפשר התפתחות חיים מורכבים. עם זאת, כוכב לא יכול להיות יותר מדי מסיבי, אחרת הוא יפלוט כמויות גדולות של קרינה מזיקה, וסביר להניח שהקרינה תשרוף מולקולות אורגניות לפני התפתחותם לחיים מורכבים. בנוסף, תפוקת האנרגיה של הכוכב צריכות להיות קבועות למדי, תנודות גדולות בבהירות הכוכב יקשו על התפתחות ניצני חיים. מתוך מיליארדי הכוכבים בגלקסיה שלנו, הכוכבים שסביבם אנו עשויים לחפש את החיים שייכים לסוגים הספקטרליים F, G ו- K. השערת כדור הארץ הנדיר טוענת כי אילוץ זה מקטין באופן משמעותי את מספר הכוכבים המועמדים.
באדיבות NASA
בנוסף לבחינת הכוכב המארח, המאפיינים של הפלנטה עצמם חשובים לסבירות, שחיים מורכבים יוכלו להתפתח. פלנטה צריכה להיות גדולה מספיק כדי לשמור על אטמוספירה הולמת אשר תוכל להסדיר את האקלים הפלנטרי ולהגן על החיים מפני קרינה מזיקה. כוכבי לכת הגדולים מכדור הארץ נוטים להיות גזיים, כמו צדק ושבתאי במערכת השמש שלנו. אין סיכוי להתפתחות חיים מורכבים בענקים גזיים, כי הם חסרי משטח יציב, והטמפרטורות הפלנטרית ולחצים גבוהים הרבה יותר מדי. ההשערה של כדור הארץ נדיר מציעה כי המספר האמתי של כוכבי לכת בגודל כדור הארץ הוא נמוך מאוד. ניחוש זה התבסס על המספר הנוכחי של כוכבי הלכת, שהתגלו מעבר למערכת השמש שלנו. במקרה זה, ההשערה כבר נשלטת על ידי האירועים – חללית המחקר קפלר גילתה כמה אלפי כוכבי לכת. מחוץ למערכת במהלך 5-6 השנים האחרונות, כולל כמה מאות פלנטות שגודלן דומה לגודל כדור הארץ. רבים מכוכבי הלכת האלה, הדומים לכדור הארץ, עשויים לפתח ולטפח חיים.
ישנם גורמים נוספים התורמים להשערת כדור הארץ הנדיר. אלה כוללים את הרעיון שכדור הארץ נמצא במצב ייחודי בשל העובדה שלארץ יש ירח גדול המייצב את מסלולו, או שכדור הארץ נהנה משפעתו של צדק, הנמצא בקרבת מקום כדי להגן עליו מפני השפעות תכופות של שביטים ופסולת חלל אחרת, או שכדור הארץ מכוסה באוקיינוסים המייצבים את אקלים כדור הארץ. כל הגורמים הללו הינם ייחודיים מאוד ותורמים להתפתחות החיים המורכבים על כדור הארץ. יש הטוענים כי אין זה סביר שכל הגורמים הללו יופעלו בו זמנית בזמן ובמקום אחר ביקום. זוהי חשיבה שלאחר מעשה, ומאחר שאיננו יודעים את התנאים ההכרחיים או המספיקים להתפתחות חיים מורכבים, מסוכן לעקוב אחר השערת כדור הארץ הנדיר. זו מחשבה מעניינת, בלשון המעטה: האם כדור הארץ היא כה ייחודית? האם אנחנו באמת לבד ביקום? התשובות לשאלות אלו עשויות להיות בלתי ידועות במשך שנים. אבל ההשלכות של התשובות לשאלות אלה, תהיה אשר תהא המסקנה, הן משמעותיות ומטלטלות.
Author: Chris Impey